DE10016534C2

DE10016534C2 - Method and device for dust protection in a laser processing device

Info

Publication number: DE10016534C2
Application number: DE10016534A
Authority: DE
Inventors: Manfred Jendick
Original assignee: Rexam AB
Current assignee: Rexam AB
Priority date: 2000-04-03
Filing date: 2000-04-03
Publication date: 2002-11-21
Anticipated expiration: 2020-04-04
Also published as: DE10016534A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Lasermaterialbear beitung, insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schutz einer Lasereinheit vor Staub oder Bruchstücken, die während der Laserbearbeitung eines Bearbeitungsziels oder Werkstücks oder Substrats im Bearbeitungsbereich entstehen.The present invention relates to laser material bear processing, in particular on a method and an apparatus to protect a laser unit from dust or fragments, the during the laser machining of a machining target or Work piece or substrate arise in the machining area.

Die vorliegende Erfindung ist besonders nützlich im Zusammen hang mit einer Vorrichtung zum Lasergravieren oder -markieren. Daher wird der technische Hintergrund der Erfin dung sowie Ziele und Ausführungsformen davon mit Bezug auf Lasergraviervorrichtungen beschrieben. Die Erfindung kann je doch auch im Zusammenhang mit Geräten für jede andere Art von Lasermaterialbearbeitung, beispielsweise andere Laser- Oberflächen-Behandlung, Laserschneiden und Laserschweißen An wendung finden.The present invention is particularly useful in combination hang with a device for laser engraving or -to mark. Hence the technical background of the Erfin and objectives and embodiments thereof with reference to Laser engraving devices described. The invention can ever but also in connection with devices for any other kind of Laser material processing, for example other laser Surface treatment, laser cutting and laser welding find application.

Wie beispielsweise in DE-A1-43 38 774 oder DE-A1-44 05 203 offenbart, umfaßt eine Lasergraviervorrichtung im allgemeinen eine Lasereinheit und eine Werkstück-Führungseinrichtung, welche unterhalb der Lasereinheit angeordnet und zum Führen eines Werkstücks an der Lasereinheit vorbei ausgebildet ist. Die Lasereinheit umfaßt einen zur Erzeugung von Laserstrah lung ausgebildeten Laserabschnitt und einen Steuerungsab schnitt, der dazu ausgebildet ist, die Laserstrahlung auf das mit lasergravierten Markierungen zu versehende Werkstück zu lenken und zu fokussieren. Wenn das Werkstück laserbearbeitet wird, wird Material vom Werkstück in Form kleiner Teilchen abgetragen. Diese Teilchen oder Bruchstücke rufen insgesamt Staub hervor, der entweder auf der Oberfläche des Werkstücks haftet oder infolge des Beschusses mit der Laserstrahlung vom Werkstück wegfliegt. In einer solchen Vorrichtung ist es wichtig, Staub am Eintreten in die Lasereinheit zu hindern, da die Anwesenheit von Staub möglicherweise zu einer Ver schlechterung oder Zerstörung jeder darin enthaltenen opti schen Komponente führen kann.As for example in DE-A1-43 38 774 or DE-A1-44 05 203 generally includes a laser engraving device a laser unit and a workpiece guide device, which are arranged below the laser unit and for guiding of a workpiece is formed past the laser unit. The laser unit includes one for generating a laser beam trained laser section and a control section cut, which is designed to the laser radiation on the workpiece to be provided with laser engraved markings direct and focus. When the workpiece is laser machined material from the workpiece in the form of small particles ablated. These particles or fragments call together Dust emerges either on the surface of the workpiece is liable or as a result of bombardment with laser radiation from Workpiece flies away. In such a device it is important to prevent dust from entering the laser unit, because the presence of dust may cause ver deterioration or destruction of any opti contained therein component.

In einer in EP-A1-0 085 484 offenbarten Lasergraviervorrich tung wird eine nicht weiter beschriebene Luftschleier-Anord nung im Zusammenhang mit einem hängenden Faltenbalg zwischen der Lasereinheit und einem darunterliegenden Gravierbereich benutzt, um das Eindringen von Staub in die Lasereinheit zu verhindern. Solch eine Anordnung mag ausreichen, um in der Umgebungsluft enthaltenen Staub vom Eindringen in die Lase reinheit abzuhalten. Jedoch können Staub oder Bruchstücke, die im Gravierbereich infolge von Material, das vom Werkstück abgetragen wird, produziert werden, dennoch in die Laserein heit eintreten. Dieses Problem wird beim Hochpräzisionsgra vieren verschärft, wenn der Abstand von der Lasereinheit zum Gravierbereich reduziert werden muß, wodurch die Stauberzeu gungsquelle näher an die empfindliche Lasereinheit gebracht wird.In a laser engraving device disclosed in EP-A1-0 085 484 tion becomes an air curtain arrangement not described any further connection with a hanging bellows between the laser unit and an underlying engraving area used to prevent dust from entering the laser unit prevent. Such an arrangement may be sufficient to be in the Ambient air contains dust from entering the lase to keep purity. However, dust or debris, those in the engraving area due to material coming from the workpiece is removed, produced, but still into the laser occur. This problem is with the high precision four tightened when the distance from the laser unit to the Engraving area must be reduced, thereby reducing the dust source closer to the sensitive laser unit becomes.

Offensichtlich wäre die Situation noch verschlechtert, wenn die Lasereinheit unterhalb des Gravierbereichs angeordnet wä re, da die Schwerkraft eine Ansammlung von Staub auf der La sereinheit fördern würde. Wenn zwei entgegengesetzte Seiten eines Werkstücks mit gravierten Markierungen zu versehen sind, insbesondere die Markierungen auf beiden Seiten präzise relativ zueinander angeordnet sein müssen, ist es vorteilhaft oder sogar notwendig, das Werkstück von beiden Seiten zu gra vieren. Wenn das Werkstück zwischen den Graviervorgängen um gedreht werden muß, kann die positionelle Beziehung zwischen beiden Seiten leicht verloren gehen. Dies Problem wird ver schärft, wenn eine kontinuierliche Materialbahn zu gravieren ist, da der Umdrehvorgang erschwert ist und viel Raum benö tigt. Solch ein Umdrehvorgang ist häufig nicht mit hohen Pro duktionsgeschwindigkeiten zu vereinbaren. Weiterhin ist durch die Benutzung zweier aufeinanderfolgender Gravierstationen zum Gravieren einer entsprechenden Seite der Bahn und einer dazwischen liegenden Umdreh-Station zum Umdrehen der Bahn der Abstand zwischen den Gravierstationen so groß, daß es schwie rig ist, eine positionelle Beziehung zwischen den Markierun gen auf den entgegenliegenden Seiten der Bahn aufrechtzuer halten.Obviously the situation would be worse if the laser unit would be located below the engraving area re, because gravity is a buildup of dust on the la would promote this unit. If two opposite sides to provide engraved markings on a workpiece are precise, especially the markings on both sides must be arranged relative to each other, it is advantageous or even necessary to graze the workpiece from both sides four. If the workpiece is between the engraving operations the positional relationship between easily lost on both sides. This problem is ver sharpens when engraving a continuous web of material is because the turning process is difficult and requires a lot of space Untitled. Such a turning process is often not with high pros to agree production speeds. Furthermore is by the use of two consecutive engraving stations to engrave a corresponding side of the web and one intermediate turning station for turning the web of the The distance between the engraving stations was so large that it swelled rig is a positional relationship between the marks on the opposite side of the track hold.

Wenn schließlich das mit den lasergravierten Markierungen zu versehende Werkstück klein, leicht und/oder aus flexiblen Ma terial gefertigt ist, kann eine herkömmliche Luftschleier- Anordnung in unerwünschter Weise die Position oder Form des Werkstücks während des Graviervorgangs verändern.When finally that with the laser engraved markings too provided workpiece small, light and / or made of flexible dimensions is manufactured, a conventional air curtain Arrangement in an undesirable manner the position or shape of the Change the workpiece during the engraving process.

Die Erfindung geht aus von einem vorbekannten Verfahren und einer vorbekannten Vorrichtung zur Laserbearbeitung eines Werkstücks, bei dem bzw. der durch verschiedene Gasströme die Lasereinheit vor Staub, Spritzpartikeln und dergleichen ge schützt wird. Die Lasereinheit bzw. einen Fokussierspiegel vor Spritzpartikeln und Schweißrauchen beim Schweißen mit ei nem Nd:Yag-Laser durch einen parallel zur Ebene der Spiegel randung verlaufenden Cross-Jet-Luftstrahl zu schützen ist ebenfalls bekannt (DE 44 35 531).The invention is based on a previously known method and a known device for laser processing a Workpiece in which the gas flows through different Laser unit against dust, spray particles and the like ge protects. The laser unit or a focusing mirror from spray particles and welding fumes when welding with egg Nem Nd: Yag laser through a mirror parallel to the plane cross-jet air jet also known (DE 44 35 531).

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Schutz einer Lasereinheit vor Staub während der Bearbeitung eines Werk stücks oder Substrats im Bearbeitungsbereich bereitzustellen. Die Aufgabe der Erfindung zielt insbesondere darauf, das Ein treten von Staub in die Lasereinheit im wesentlichen zu ver hindern und gleichzeitig die Hochpräzions-Laserbearbeitung aller Arten von Werkstücken zu erlauben.It is an object of the present invention to provide an improved one Method and an improved device for protecting a Laser unit from dust during the processing of a work to provide pieces or substrate in the processing area. The object of the invention is particularly aimed at the one dust in the laser unit essentially ver prevent and at the same time high-precision laser processing to allow all types of workpieces.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen mini malen Einfluß auf die Position und Form des Werkstücks wäh rend der Bearbeitung desselben im Bearbeitungsbereich auszu üben.Another object of the invention is to provide a mini paint influence on the position and shape of the workpiece during processing in the processing area to practice.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Laser bearbeitung von jeder der beiden Seiten, oder beiden Seiten, eines Werkstücks zu ermöglichen.Another object of the invention is the laser machining from either side, or both sides, of a workpiece.

Diese und andere Ziele wurden, wie aus der folgenden Be schreibung hervorgeht, durch ein Verfahren und eine Vorrich tung erreicht, wie sie in den unabhängigen Ansprüchen be schrieben sind. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.These and other goals have been described in the following Be writing emerges through a procedure and a device tion as achieved in the independent claims are written. Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Durch die Erzeugung eines Umgebungsdrucks im Bearbeitungsbe reich, wobei durch die erfindungsgemäße Druckmessung und Steuerung der Gasabführung dieser Druck besonders gut einge stellt werden kann, werden die auf das Werkstück wirkenden Kräfte minimiert. Daher können unter Berücksichtigung des er reichten Maßes an Staubschutz alle möglichen Arten von Werk stücken bearbeitet werden, sogar kleine, leichte und/oder flexible Werkstücke. Durch die Erzeugung eines longitudinalen Gasstroms, der in einem ersten Bereich zwischen dem Bearbei tungsbereich und der Lasereinheit zum Bearbeitungsbereich hin gerichtet ist, wird Staub wirksam von einer Bewegung zur Lasereinheit hin gehindert. Weiterhin erlaubt das Verfahren und die Vorrichtung der Erfindung die Laserbearbeitung von unter halb des Werkstücks, da der longitudinale Gasstrom im ersten Bereich so eingerichtet werden kann, daß er entgegen der Gra vitationskraft auf den Staub, der auf dem Werkstück während der Bearbeitung erzeugt wird, wirkt.By generating an ambient pressure in the machining area rich, with the inventive pressure measurement and Control of gas discharge this pressure turned on particularly well can be set, are those acting on the workpiece Forces minimized. Therefore, considering the he Ranged level of dust protection all kinds of work pieces are processed, even small, light and / or flexible workpieces. By creating a longitudinal Gas flow in a first area between the machining processing area and the laser unit towards the processing area is directed, dust becomes effective from moving to the laser unit hindered. Furthermore, the method and the device of the invention the laser processing from below half of the workpiece, since the longitudinal gas flow in the first Area can be set up so that it is contrary to Gra vigor on the dust that is on the workpiece during the processing is generated.

In einer ersten Ausführungsform wird Gas gleichzeitig in der Nähe des Bearbeitungsbereichs abgeführt und dem ersten Be reich zwischen dem Bearbeitungsbereich und der Lasereinheit zugeführt, wodurch der Umgebungsdruck im Bearbeitungsbereich sowie der zum Bearbeitungsbereich hin gerichtete Gasstrom er zeugt wird. Vorzugsweise wird der longitudinale Gasstrom zum Bearbeitungsbereich hin beschleunigt, um die Eignung des Gasstrom, der auf den Staub wirkenden Gravitationskraft ent gegenzuwirken, weiter zu verbessern.In a first embodiment, gas is simultaneously in the Dissipated near the processing area and the first loading rich between the machining area and the laser unit fed, causing the ambient pressure in the machining area as well as the gas flow directed towards the processing area is fathered. Preferably, the longitudinal gas flow becomes Machining area accelerated to the suitability of the Gas flow, the gravitational force acting on the dust ent counteract, further improve.

In einer anderen Ausführungsform ist ein Gehäuse zwischen der Lasereinheit und dem Bearbeitungsbereich angeordnet. Ein Ka nal erstreckt sich innerhalb des Gehäuses von einer der La sereinheit zugewandten Strahlungseinlaßöffnung und einer Strahlungauslaßöffnung, die dem Bearbeitungsbereich zugewandt und im allgemeinen in dessen Nähe angeordnet ist. Gas wird gleichzeitig an unterschiedlichen Stellen im Kanal diesem zu geführt und aus diesem abgeführt. Indem die Gaszufuhr- und -abfuhrraten im Gehäuse ausgeglichen werden, wird sicherge stellt, daß der Druck an der Strahlungsauslaßöffnung und praktisch ebenso im Bearbeitungsbereich im wesentlichen auf Umgebungsdruck gehalten werden. Erfindungsgemäß wird die Aus gleichung der Gaszufuhr- und -abfuhrraten durch die Steuerung der Gasabfuhrrate bewirkt, so daß im wesentlichen Umgebungs druck im Bearbeitungsbereich erzeugt wird.In another embodiment, a housing is between the Laser unit and the processing area arranged. A Ka nal extends within the housing from one of the La Ser unit facing radiation inlet opening and a Radiation outlet opening facing the processing area and is generally located in the vicinity thereof. Gas will at the same time at different points in the channel led and removed from this. By the gas supply and -discharge rates in the housing are balanced, is secured represents that the pressure at the radiation outlet opening and practically the same in the machining area Ambient pressure can be maintained. According to the invention equation of gas supply and discharge rates by the controller causes the gas removal rate to be essentially ambient pressure is generated in the processing area.

Vorteilhafterweise wird die Gasabfuhr in der Nähe der Strah lungsauslaßöffnung bewirkt, da eine solche Abfuhr die Steuerung des Druck an der Strahlungsauslaßöffnung erleichtert. Außerdem kann erzeugter Staub vom Bereich um die Strahlungs auslaßöffnung entfernt werden. Daher kann das Werkstück wäh rend der Bearbeitung von Staub gereinigt werden.The gas discharge is advantageously in the vicinity of the jet tion outlet opening causes such a discharge control the pressure at the radiation outlet opening is relieved. In addition, dust can be generated from the area around the radiation outlet opening can be removed. The workpiece can therefore be selected be cleaned of dust after processing.

Vorzugsweise wird der longitudinale Gasstrom im wesentlichen über einen vollen Querschnitt des Kanals im ersten Bereich erzeugt. In einer Ausführungsform wird dies durch die Zufuhr von Gas in den ersten Bereich durch mindestens ein Paar von entgegengesetzten Gaseinlaßströmen, welche zusammenwirken, um den zum Bearbeitungsbereich hin gerichteten Gasstrom zu er zeugen. Vorzugsweise überstreichen die entgegengesetzten Gaseinlaßströme einen vollen Querschnitt des Kanals im ersten Bereich. Beim Eintritt in den Kanal sind die entgegengesetz ten Gaseinlaßströme vorzugsweise im wesentlichen senkrecht zur longitudinalen Mittellinie des Kanals gerichtet, so daß sie aufeinandertreffen und gemeinsam den longitudinalen Gas strom über den gesamten Querschnitt des Kanals bilden.Preferably the longitudinal gas flow becomes substantially over a full cross section of the channel in the first area generated. In one embodiment, this is through the feed of gas in the first area by at least a pair of opposite gas inlet flows which cooperate to the gas flow towards the processing area witness. Preferably the opposite ones are painted over Gas inlet flows a full cross section of the channel in the first Area. When entering the canal, they are contrary th gas inlet streams preferably substantially perpendicular directed to the longitudinal center line of the channel so that they meet and together the longitudinal gas Form current over the entire cross section of the channel.

In einer anderen Ausführungsform wird ein peripherer Gasstrom getrennt entlang einem peripheren Kanalbereich im ersten Be reich erzeugt. Vorzugsweise wird dies dadurch erreicht, daß ein oder mehrere Gasströme von der Kanalperipherie auf den Bearbeitungsbereich gerichtet werden. Solche Gasströme wirken der Bildung von Sogbereichen in der Nähe der Kanalwände ent gegen, besonders in dessen Ecken. Weiterhin können solche Gasströme dahingehend unterstützend wirken, daß erzeugter Staub vom Werkstück zur Strahlungsauslaßöffnung bewegt wird, wo er wirksam entfernt wird.In another embodiment, a peripheral gas stream separated along a peripheral channel area in the first Be richly generated. This is preferably achieved in that one or more gas flows from the channel periphery to the Machining area. Such gas flows work the formation of suction areas near the canal walls against, especially in its corners. Furthermore, such Gas flows have a supporting effect in that they are generated Dust is moved from the workpiece to the radiation outlet opening, where it is effectively removed.

Vorzugsweise wird Gas in mindestens zwei diametral entgegen gesetzten Richtungen in der Nähe der Strahlungsauslaßöffnung abgeführt. Diese Anordnung erlaubt eine ausreichende Steue rung des Drucks im Bearbeitungsbereich, sowie eine wirksame Entfernung von Staub aus dem Bearbeitungsbereich.Gas is preferably diametrically opposed in at least two set directions in the vicinity of the radiation outlet opening dissipated. This arrangement allows sufficient control tion of the pressure in the processing area, as well as an effective Removal of dust from the processing area.

In einer weiteren Ausführungsform wird eine Drucksperre in einem zweiten Bereich des Kanals erzeugt, vorzugsweise zwi schen dem ersten Bereich und der Lasereinheit. Die Drucksper re, d. h. ein Bereich höheren Drucks, vom Bearbeitungsbereich gesehen, wirkt unterstützend, um Staub vom Erreichen der La sereinheit abzuhalten.In a further embodiment, a pressure lock in generated a second region of the channel, preferably between between the first area and the laser unit. The pressure lock right, d. H. an area of higher pressure, from the machining area seen, acts supportive to dust from reaching the La holding unit.

In einer weiteren Ausführungsform wird ein lateraler Gasstrom in einem dritten Bereich im Kanal erzeugt, vorzugsweise zwi schen dem ersten Bereich und der Lasereinheit. Der laterale Gasstrom wird zwischen entgegengesetzten Öffnungen in einem Seitenwandbereich des Kanals erzeugt, vorzugsweise in der Form eines Gasschleiers, der einen vollen Querschnitt des Ka nals in der lateralen Richtung überstreicht. Sämtlicher Staub, der den ersten Bereich sowie, falls vorhanden, den zweiten Bereich durchquert, ist bedeutend abgebremst und wird durch einen solchen lateralen Gasstrom wirksam entfernt. Vor zugsweise wird der laterale Gasstrom durch Ausgleichung der entsprechenden Gaszufuhr- und -abfuhrraten erzeugt, so daß der laterale Gasstrom davon abgehalten wird, mit dem Strö mungsfeld im ersten Bereich zu wechselwirken und dieses mög licherweise zu stören.In a further embodiment, a lateral gas flow generated in a third area in the channel, preferably between between the first area and the laser unit. The lateral Gas flow is between opposite openings in one Sidewall region of the channel generated, preferably in the Form of a gas curtain that covers a full cross section of the Ka nals sweeps in the lateral direction. all Dust covering the first area and, if present, the crosses the second area, is significantly slowed down and will effectively removed by such a lateral gas flow. before the lateral gas flow is preferably adjusted by equalizing the corresponding gas supply and discharge rates generated so that the lateral gas flow is prevented from doing so with the flow interaction field in the first area and this is possible annoying to disturb.

In einer Ausführungsform weist der Kanal einen nicht kreis förmigen Querschnitt auf, zumindest im ersten Bereich. Diese Anordnung verhindert jede Bildung von wirbelnder Gasbewegung im ersten Bereich. Solch eine wirbelnde Gasbewegung, bei spielsweise um die longitudinale Achse des Kanals, würde eine zentrale Niedrigdruckzone aufweisen, in der sich Staub zur Lasereinheit hin bewegen könnte. Vorzugsweise ist der Quer schnitt vieleckig. Um der Bildung von Sogbereichen in der Nä he der Kanalwände, insbesondere in den Ecken des Vielecks, entgegenzuwirken, sind vorzugsweise strömungserzeugende Öff nungen in einem Seitenwandbereich des Kanals vorgesehen, vor zugsweise in den Ecken. Jede strömungserzeugende Öffnung hat eine Form und Position, um einen Gasstrom entlang einem peri pheren Bereich des Kanals zum Bearbeitungsbereich hin zu er zeugen.In one embodiment, the channel is non-circular shaped cross-section, at least in the first area. This Arrangement prevents any formation of swirling gas movement in the first area. Such a swirling gas movement, at for example around the longitudinal axis of the channel, a have a central low-pressure zone in which dust accumulates Laser unit could move. Preferably the cross is cut polygonal. To the formation of suction areas in the vicinity he channel walls, especially in the corners of the polygon, to counteract, are preferably flow-generating openings provided in a side wall region of the channel preferably in the corners. Each flow-producing opening has a shape and position to flow a gas along a peri area of the channel towards the processing area witness.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfin dung mit Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen beschrieben.The following is a preferred embodiment of the invention tion with reference to the accompanying schematic drawings described.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Lasergraviervorrichtung in einer Anordnung zur Herstellung von Getränkedo senverschlüssen, wobei die Lasergraviervorrichtung eine Staubschutzvorrichtung gemäß der Erfindung auf weist. Fig. 1 is a side view of a laser engraving device in an arrangement for the manufacture of beverage closures, the laser engraving device having a dust protection device according to the invention.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Staubschutzvorrichtung der Fig. 1. FIG. 2 is a side view of the dust protection device of FIG. 1.

Fig. 3 ist eine Längsschnittsansicht entlang der Mittelli nie der Staubschutzvorrichtung der Fig. 2. Fig. 3 is a longitudinal sectional view taken along Mittelli is never the dust protection device of FIG. 2.

Fig. 4 entspricht Fig. 3 und verdeutlicht schematisch Be reiche unterschiedlicher Gascharakteristik im inne ren der Staubschutzvorrichtung. Fig. 4 corresponds to Fig. 3 and illustrates schematically Be rich different gas characteristics in the interior of the dust protection device.

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht der Staubschutzvor richtung der Fig. 2-4. Fig. 5 is a perspective view of the Staubschutzvor direction of Figs. 2-4.

Fig. 6 ist eine leicht geneigte Rückansicht der Staub schutzvorrichtung der Fig. 5. Fig. 6 is a slightly inclined rear view of the dust protection device of Fig. 5.

Fig. 1 zeigt einen Teil einer Anordnung zur Herstellung mar kierter Verschlüsse oder Öffnungsringe zum Einsatz in die Deckelflächen von Getränkedosen (nicht gezeigt). Ein dünner Metallstreifen S wird von einer Versorgung 1 zu einer Lase reinheit 2 geführt, die von einem Trägerteil 3 getragen wird, und schließlich einer verschlußerzeugenden Einheit 4 zuge führt, die von einer an sich bekannten Art ist und Verschluß stücke durch Stoßen und Stanzen des Streifen S erzeugt (siehe z. B. die Abhandlung "This is PLM Fosie", herausgegeben von der Firma des Anmelders PLM Fosie AB Mitte der neunziger Jah re). Der Streifen S wird beim Vorbeiführen an der Laserein heit 2 von einer Führungseinrichtung 5 geführt und von der Versorgung 1 mit Hilfe eines Zuführungsmittels (nicht ge zeigt), das im Zusammenhang mit der verschlußerzeugenden Ein heit 4 vorgesehen ist, zugeführt. Die Lasereinheit 2 ist ein Hochleistungs- und Hochgeschwindigkeits-Typ und geeignet, Gravierungen oder Markierungen in der Oberfläche des Strei fens S zu erzeugen. Diese Lasereinheit 2 umfaßt einen Laser abschnitt 2', welcher zur Erzeugung von Laserstrahlung einer geeigneten Wellenlänge eingerichtet ist, und einen sogenann ten Lenkabschnitt 2", der zum Empfangen der Laserstrahlung vom Laserabschnitt 2' und zum Fokussieren und Lenken der er zeugten Strahlung auf eine bestimmte Stelle auf der Oberflä che des Streifens S eingerichtet ist. Auf diese Weise wird eine Laserbearbeitungsfläche S' (Fig. 2-4) an der Oberfläche des Streifens S gebildet. Fig. 1 shows part of an arrangement for the production of marked closures or opening rings for use in the lid surfaces of beverage cans (not shown). A thin metal strip S is supplied from a supply 1 to a laser unit 2 , which is carried by a carrier part 3 , and finally leads to a closure-generating unit 4 , which is of a type known per se and closure pieces by pushing and punching the strip S is generated (see, for example, the treatise "This is PLM Fosie", published by the company of the applicant PLM Fosie AB in the mid-1990s). The strip S is guided when passing the laser unit 2 by a guide device 5 and supplied by the supply 1 with the aid of a feed means (not shown) which is provided in connection with the closure-generating unit 4 . The laser unit 2 is a high-performance and high-speed type and is suitable for producing engravings or markings in the surface of the strip S. This laser unit 2 includes a laser section 2 ', which is set up to generate laser radiation of a suitable wavelength, and a so-called steering section 2 ", which is used to receive the laser radiation from the laser section 2 ' and to focus and steer the generated radiation onto a specific one Is set up on the surface of the strip S. In this way, a laser processing surface S '( FIGS. 2-4) is formed on the surface of the strip S.

Da die für die Markierungen zur Verfügung stehende Verschluß oberfläche sehr klein ist, muß die Laserstrahlung genau auf dem Streifen S positioniert werden und der Streifen S muß ebenfalls während des Lasergraviervorgangs genau positioniert werden. Im allgemeinen besteht der Streifen S aus Aluminium mit einer Dicke von etwa 0.24 mm und einer Breite von etwa 67 mm. Solch ein Streifen S wird sich selbst unter dem Ein fluß relativ kleiner an der Oberfläche angreifender Kräfte verbiegen.Because the closure available for the markings If the surface is very small, the laser radiation must be precise the strip S must be positioned and the strip S must also precisely positioned during the laser engraving process become. Generally, the strip S is made of aluminum with a thickness of about 0.24 mm and a width of about 67 mm. Such a strip S becomes itself under the one flow of relatively small forces acting on the surface bend.

Zwischen dem Lenkabschnitt 2" und der Führungsvorrichtung 5 ist eine Staubschutzvorrichtung 6 vorgesehen. Die Staub schutzvorrichtung 6 steht in leitender Verbindung mit einer Einheit 7 zur Steuerung und Bewirkung der gleichzeitigen Zu fuhr und Abfuhr von Luft zu und von der Staubschutzvorrich tung 6, wie im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 2-4 be schrieben wird. Die Luftsteuerungseinheit 7 umfaßt eine Hauptsteuerungseinrichtung 7A, bspw. einen Computer, eine Luftpumpeinrichtung 7', bspw. ein Gebläse oder eine Pumpe, eine Luftsaugeinrichtung 7", bspw. ein Gebläse oder eine Pumpe und eine Hochdruckeinrichtung 7''', bspw. ein Kompres sor. Die Hauptsteuerungseinrichtung 7A kann mit einem oder mehreren Drucksensoren verbunden sein, wie im folgenden be schrieben wird.Between the steering portion 2 "and the guide means 5, a dust protection device 6 is provided. The dust protection device 6 is in communication with a unit 7 for controlling and effecting the simultaneous to driving and discharge of air to and processing by the Staubschutzvorrich 6, as in the following with reference to FIGS. 2-4 be written is. The air control unit 7 comprises a main control means 7 a, for example. a computer, an air pumping device 7 ', for example., a fan or a pump, an air suction means 7 ", for example. a blower or Pump and a high-pressure device 7 ''', for example a compressor. The main control device 7 A can be connected to one or more pressure sensors, as will be described below.

Wie in den Fig. 2-4 genauer gezeigt, umfaßt die Staubschutz vorrichtung 6 ein Gehäuse 8, das einen Flansch 9 an einem er sten Ende zur direkten Befestigung am Lenkabschnitt 2" (angedeutet mit gestrichelten Linien in Fig. 2-4) mit Hilfe von Schrauben oder dergleichen (nicht gezeigt), die sich durch Löcher (nicht gezeigt) im Flansch 9 erstrecken, auf weist. Ein longitudinaler Kanal 11 erstreckt sich von einer Strahlungseinlaßöffnung 12 am ersten Ende zu einer Strah lungsauslaßöffnung 13 am entgegengesetzten zweiten Ende. Im installierten Zustand ist die Strahlungsauslaßöffnung 13 der Bearbeitungsfläche S' zugewandt und Strahlung wird durch den Kanal 11 zwischen dem Lenkabschnitt 2" und der Oberfläche des Streifens S (angedeutet mit doppelstrichpunktierten Li nien in Fig. 2-4) übertragen. Das Gehäuse 8 weist ein Beob achtungsfenster W auf, welches die Inspektion des Kanals 11 während des Betriebs der Staubschutzvorrichtung 6 erlaubt. Das zweite Ende kann oder kann nicht, mit der Führungseinrich tung 5 (nur gezeigt in Fig. 1) verbunden sein. Der Abstand von der Strahlungauslaßöffnung 13 zur Streifenoberfläche ist im allgemeinen kleiner als ein oder zwei Zentimeter.As shown in more detail in FIGS. 2-4, the dust comprises device 6, a housing 8 having a flange 9 at one he most end for direct attachment to the steering section 2 '(indicated with dashed lines in Fig. 2-4) with the aid of screws or the like (not shown) extending through holes (not shown) in the flange 9. A longitudinal channel 11 extends from a radiation inlet opening 12 at the first end to a radiation outlet opening 13 at the opposite second end State is the radiation outlet opening 13 facing the processing surface S 'and radiation is transmitted through the channel 11 between the steering section 2 "and the surface of the strip S (indicated by double-dashed lines in Fig. 2-4). The housing 8 has an observation window W, which allows the inspection of the channel 11 during the operation of the dust protection device 6 . The second end may or may not be connected to the guide device 5 (only shown in FIG. 1). The distance from the radiation outlet opening 13 to the strip surface is generally less than one or two centimeters.

Wie in Fig. 3 gezeigt, sind zwei entgegengesetzte Lufteinlaß öffnungen oder -aperturen 16, 17 in einem Seitenwandbereich des Kanals 11 gebildet. In der gezeigten Ausführungsform, wie gezeigt in Fig. 6, wird der Kanal 11 von vier Seitenwänden begrenzt und weist im allgemeinen einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt in der lateralen Richtung auf. Die Lufteinlaßöffnungen 16, 17, die jeweils in Form und Abmessun gen identisch sind, erstrecken sich jeweils über eine ent sprechende Seitenwand 14, 15 des rechteckigen Kanals 11. Die Öffnungen 16, 17 kommunizieren mit einer entsprechenden Lufteinlaßkammer 18, 19, die jeweils einen Zapfen 20, 21 zur Verbindung mit der Luftpumpeinrichtung 7' mit Hilfe von Schläuchen H1 oder dergleichen (Fig. 1) aufweisen.As shown in Fig. 3, two opposite air inlet openings or apertures 16, 17 are formed in a side wall region of the channel 11 . In the embodiment shown, as shown in FIG. 6, the channel 11 is delimited by four side walls and generally has a square or rectangular cross section in the lateral direction. The air inlet openings 16 , 17 , each of which are identical in shape and dimensions, each extend over a corresponding side wall 14 , 15 of the rectangular channel 11 . The openings 16 , 17 communicate with a corresponding air inlet chamber 18 , 19 , which each have a pin 20 , 21 for connection to the air pump device 7 'with the aid of hoses H1 or the like ( FIG. 1).

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 sind zwei entgegengesetzte Luftauslaßöffnungen oder -aperturen 22, 23 in den Seitenwän den 14, 15 in der Nähe der Strahlungsauslaßöffnung 13 gebil det. Die Luftauslaßöffnungen 22, 23, die jeweils in Form und Abmessungen identisch sind, erstrecken sich jeweils über eine entsprechende Seitenwand 14, 15 des rechteckigen Kanals 11. Die Öffnungen 22, 23 kommunizieren mit einer entsprechenden Luftauslaßkammer 24, 25, die jeweils einen Zapfen 26, 27 zur Verbindung mit der Luftsaugeinrichtung 7" mit Hilfe von Schläuchen H2 oder dergleichen (Fig. 1) aufweisen.Referring to Fig. 3, two opposite air outlet openings or apertures 22, 23 in the side walls 14 , 15 in the vicinity of the radiation outlet opening 13 are formed. The air outlet openings 22 , 23 , which are each identical in shape and dimensions, each extend over a corresponding side wall 14 , 15 of the rectangular channel 11 . The openings 22 , 23 communicate with a corresponding air outlet chamber 24 , 25 , which each have a pin 26 , 27 for connection to the air suction device 7 "with the aid of hoses H2 or the like ( FIG. 1).

Im Betrieb führt die Luftpumpeinrichtung 7' kontinuierlich und symmetrisch Luft zu den Lufteinlaßöffnungen 16, 17. Auf diese Weise werden zwei entgegengesetzte symmetrische Luft ströme, die lateral zur Mitte des Kanals 11 gerichtet sind, wie durch die Pfeile in Fig. 3 gezeigt, durch die Lufteinlaß öffnungen 16, 17 erzeugt. Gleichzeitig wird Luft in zwei ent gegengesetzten Richtungen symmetrisch abgesaugt, wie durch Pfeile in Fig. 3 gezeigt, von einem Bereich in der Nähe der Strahlungsauslaßöffnung 13 durch die zwei entgegengesetzten Luftauslaßöffnungen 22, 23. Daher saugt die Luftsaugeinheit 7" kontinuierlich Luft durch die Luftauslaßöffnungen 22, 23 ab, wodurch ein Bereich R0, schematisch in Fig. 4 angedeutet, erzeugt wird, der im wesentlichen Umgebungsdruck aufweist. Auf diese Weise wird Umgebungsdruck an der Strahlungsauslaß öffnung 13 und an der Bearbeitungsfläche S' erzeugt. Die durch die Öffnungen 16, 17 eintretenden Luftströme treffen sich und bilden in einem in Fig. 4 angedeuteten Bereich R1 einen zusammengesetzten Luftstrom in der longitudinalen oder vertikalen Richtung zur Strahlungsauslaßöffnung 13 und der Bearbeitungsfläche S' hin. Da die Öffnungen 16, 17 sich über eine entsprechende Seite des rechteckigen Kanals 11 erstrec ken, wird der longitudinale Luftstrom im wesentlichen über den gesamten Querschnitt des Kanals erzeugt. In operation, the air pump device 7 'leads air continuously and symmetrically to the air inlet openings 16 , 17 . In this way, two opposite symmetrical air flows that are directed laterally to the center of the channel 11 , as shown by the arrows in Fig. 3, through the air inlet openings 16 , 17 generated. At the same time, air is drawn out symmetrically in two opposite directions, as shown by arrows in FIG. 3, from an area near the radiation outlet opening 13 through the two opposite air outlet openings 22 , 23rd Therefore, the air suction unit 7 "continuously sucks air through the air outlet openings 22 , 23 , whereby an area R0, schematically indicated in Fig. 4, is generated which has essentially ambient pressure. In this way, ambient pressure at the radiation outlet opening 13 and at the 'is generated. the through openings 16, 17 entering air streams meet and form in a direction indicated in Fig. 4 region R1 a composite air flow in the longitudinal or vertical direction to Strahlungsauslaßöffnung 13 and the working surface S' processing surface S out. Since the openings 16 , 17 over a corresponding side of the rectangular duct 11 , the longitudinal air flow is generated essentially over the entire cross section of the duct.

In der gezeigten Ausführungsform sind die Kanalwände 14, 15 in einem Bereich R1 zur Mittellinie L des Kanals 11 geneigt, so daß sich der Querschnitt kontinuierlich zur Strahlungsaus laßöffnung 13 hin verkleinert. In dieser Anordnung wird der longitudinale Luftstrom zur Strahlungsauslaßöffnung 13 im Be reich R1 beschleunigt. Es wurde herausgefunden, daß dies die Fähigkeit der Vorrichtung 6 zum Schutz des Lenkabschnitts 2" vor dem an der Bearbeitungsfläche S' erzeugten Staub verbes sert.In the embodiment shown, the channel walls 14 , 15 are inclined in a region R1 to the center line L of the channel 11 , so that the cross section is continuously reduced to the radiation opening 13 . In this arrangement, the longitudinal air flow to the radiation outlet opening 13 is accelerated in the region R1. It has been found that this improves the ability of the device 6 for protecting the steering section 2 "from the dust generated on the processing surface S '.

Es wurde herausgefunden, daß für einen optimalen Betrieb die Strahlungsauslaßöffnungen 22, 23 zur Mittellinie L hin vor zugsweise um einen Winkel von etwa 30°-60° geneigt sein soll ten, so daß die Öffnungen 22, 23 zu einem gewissen Grad der Strahlungsauslaßöffnung 13 zugewandt sind. Es wurde herausge funden, daß dies die Eignung zum Entfernen von Staub von der Bearbeitungsfläche, sowie die Eignung zur Erzeugung eines im wesentlichen einheitlichen Umgebungsdrucks im Bereich R0 an der Öffnung 13 verbessert. Um die Einheitlichkeit der Druck verteilung im Bereich R0 weiter zu verbessern, sollte die ge samte Oberfläche der Öffnungen 22, 23 etwa 2/3 der Oberfläche der Strahlungsauslaßöffnung 13 betragen.It has been found that for optimum operation the Strahlungsauslaßöffnungen 22, should be 23 inclined to the center line L in front of preferably at an angle of about 30 ° -60 ° th, so that the openings 22, facing 23 to a certain degree of Strahlungsauslaßöffnung 13 are. It has been found that this improves the ability to remove dust from the processing surface and the ability to generate a substantially uniform ambient pressure in the region R0 at the opening 13 . In order to further improve the uniformity of the pressure distribution in the region R0, the entire surface of the openings 22 , 23 should be approximately 2/3 of the surface of the radiation outlet opening 13 .

Wie in Fig. 4 gezeigt, wird ein Bereich ruhender Luft mit ei nem vergleichsweise hohen Druck im Kanal unmittelbar hinter dem Bereich R1 erzeugt. Somit wird eine Drucksperre im Be reich R2 erzeugt, d. h. ein Druckgradient mit einem sich zur Strahlungseinlaßöffnung 12 hin erhöhenden Druck. Diese Druck sperre wirkt unterstützend darin, Staub am Erreichen des Lenkabschnitts 2" zu hindern. As shown in FIG. 4, a region of still air with a comparatively high pressure is generated in the duct immediately behind the region R1. Thus, a pressure lock is generated in the loading area R2, ie a pressure gradient with a pressure increasing towards the radiation inlet opening 12 . This pressure lock acts to prevent dust from reaching the steering section 2 ".

In einigen Kanalgeometrien können sich Sogbereiche bilden, insbesondere in den Ecken des Kanals 11. In solchen Sogberei chen oder stillen Bereichen könnte Staub entlang den Wänden des Kanals 11 gleiten und somit den Bereich R1 überwinden. Daher sind, wie in Fig. 3 und 6 gezeigt, eine Anzahl von strömungserzeugenden Durchgängen 28, die in den Kanal 11 mün den, zwischen der Strahlungseinlaßöffnung 12 und den Luftein laßöffnungen 16, 17 vorgesehen. Die Durchgänge 28 sind zur Bildung von Strömen J eingerichtet, die zu einem Mittelpunkt P in der Bearbeitungsfläche S', d. h. auf der Streifenober fläche, gerichtet sind, wie durch die einfachen Pfeile in Fig. 3 und 4 angedeutet. Speziell sind fünf Durchgänge 28 in jeder lateralen Ecke des Kanals 11 gebildet, wie in Fig. 6 gezeigt. Die zwanzig Durchgänge 28 kommunizieren mit einer gemeinsamen ringförmigen Kammer 29, die mit der Hockdruckein richtung 7''' der Luftsteuerungseinheit 7 verbindbar ist, z. B. mit Hilfe eines Schlauchs H3 (Fig. 1). Aufgrund der den erzeugten Luftströmen J innewohnenden Verbreitung wird ein Luftstrom entlang der Kanalwände erzeugt. Dieser periphere Luftstrom zerstört die obengenannten Sogbereiche. Die Ströme J haben die zusätzliche Aufgabe, Staubteilchen, die an der Bearbeitungsfläche S' während des Graviervorgangs erzeugt werden, wegzubrechen.Suction areas can form in some channel geometries, in particular in the corners of the channel 11 . In such suction areas or silent areas, dust could slide along the walls of the channel 11 and thus overcome the area R1. Therefore, as shown in Figs. 3 and 6, a number of flow-generating passages 28 , the mün in the channel 11 , between the radiation inlet opening 12 and the air inlet openings 16 , 17 are provided. The passages 28 are set up to form currents J, which are directed to a center P in the processing surface S ', ie on the strip surface, as indicated by the simple arrows in FIGS. 3 and 4. Specifically, five passages 28 are formed in each lateral corner of the channel 11 , as shown in FIG. 6. The twenty passages 28 communicate with a common annular chamber 29 which is connectable to the Hockdruckein device 7 '''of the air control unit 7 , for. B. with the help of a hose H3 ( Fig. 1). Due to the distribution inherent in the generated air streams J, an air stream is generated along the duct walls. This peripheral air flow destroys the suction areas mentioned above. The streams J have the additional task of breaking away dust particles which are generated on the processing surface S 'during the engraving process.

Die Staubschutzvorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungs form der Fig. 1-6 umfaßt eine zusätzliche Staubschutzanord nung 30. Diese Anordnung 30 erzeugt einen lateralen Luft schleier über den vollen Querschnitt des Kanals 11 in einem Bereich R3 (angedeutet in Fig. 4) zwischen dem Bereich R2 und der Strahlungseinlaßöffnung 12. Dieser laterale Luftschleier ist zum Erfassen und Entfernen von sämtlichem Staub, der die Bereiche R1 und R2 durchquert, z. B. schweren Teilchen, ein gerichtet. Wie in Fig. 3 gezeigt, sind zwei entgegengesetzte Öffnungen oder Aperturen 31, 32 in einem Seitenwandbereich des Kanals 11 gebildet. Die Öffnungen 31, 32 erstrecken sich über eine entsprechende Seitenwand des rechteckigen Kanals 11. Die Öffnungen 31, 32 kommunizieren mit einer entsprechen den Luftkammer 33, 34, die jeweils einen Zapfen 35, 36 zur Verbindung mit der Luftsteuerungseinheit 7 mit Hilfe eines entsprechenden Schlauchs H1', H2' oder dergleichen (Fig. 1) aufweisen. Die Öffnung 31 ist mit der Pumpeinrichtung 7' ver bunden und weist einen sich in den Kanal 11 erstreckenden Versorgungsschnabel 31' auf. Die Öffnung 32 ist mit der Luft saugeinrichtung 7" verbunden und weist einen sich in den Ka nal 11 erstreckenden Aufnahmeschnabel 32' auf. Der Versor gungsschnabel 31' ist zur Bildung der eintretenden Luft zu einem lateralen Schleier ausgebildet, und der Aufnahmeschna bel 32', der in der longitudinalen Richtung etwas größer ist, ist zur Aufnahme im wesentlichen sämtlicher den Schnabel 31' verlassenden Luft eingerichtet. Im Betrieb sind die Luftzu fuhr- und -abfuhrraten durch die Öffnungen 31, 32 im wesent lichen ausgeglichen, so daß der laterale Luftstrom mit mini maler Wechselwirkung mit den äußeren Bereichen R0-R2 im Kanal 11 betrieben wird.The dust protection device according to the preferred embodiment of FIGS. 1-6 comprises an additional dust protection arrangement 30 . This arrangement 30 generates a lateral air curtain over the full cross section of the channel 11 in an area R3 (indicated in FIG. 4) between the area R2 and the radiation inlet opening 12 . This lateral air curtain is for detecting and removing all dust that crosses the areas R1 and R2, e.g. B. heavy particles, directed. As shown in FIG. 3, two opposite openings or apertures 31 , 32 are formed in a side wall region of the channel 11 . The openings 31 , 32 extend over a corresponding side wall of the rectangular channel 11 . The openings 31 , 32 communicate with a corresponding air chamber 33 , 34 , which each have a pin 35 , 36 for connection to the air control unit 7 with the aid of a corresponding hose H1 ', H2' or the like ( FIG. 1). The opening 31 is connected to the pump device 7 'and has a supply beak 31 ' extending into the channel 11 . The opening 32 is connected to the air suction means "connected 7, and has a portion extending in the Chan nel 11 receiving beak 32 '. The versor supply beak 31' is formed to form the incoming air to a lateral curtain, and the Aufnahmeschna bel 32 ', which is somewhat larger in the longitudinal direction, is arranged to receive essentially all of the air leaving the beak 31 '. In operation, the air supply and discharge rates through the openings 31 , 32 are substantially equalized, so that the lateral air flow with mini painter interaction with the outer areas R0-R2 in channel 11 is operated.

Die in den Figuren gezeigte Ausführungsform wurde in einer Laserbearbeitungsvorrichtung mit zufriedenstellenden Ergeb nissen verwendet. Dabei liefert die Luftpumpeinrichtung 7' Luft mit einer Rate von etwa 10.000 bis 30.000 l/min zu den Öffnungen 16, 17, 31, gleichverteilt zwischen diesen dreien. Die Hochdruckeinrichtung 7''' liefert Luft bei einem Druck von 0.15-0.4 MPa (1.5-4 bar) zur ringförmigen Kammer 29, wo durch Luft zu den strömungserzeugenden Durchgängen 28, die jeweils einen Durchmesser von etwa 1.5 mm aufweisen, gleichverteilt geliefert. Gleichzeitig wird die Luftsaugeinrichtung 7', mit Hilfe der Hauptsteuerungseinrichtung 7A zum Abführen von Luft von den Öffnungen 22, 23, 32 gesteuert. Die Luft ströme werden in solcher Weise gesteuert, daß im wesentlichen Umgebungsdruck an der Strahlungsauslaßöffnung 13, und dadurch ebenfalls am Bearbeitungsbereich S' auf dem Streifen S er zeugt wird. Es wird die Abführung von Luft aktiv durch die Steuerungseinheit 7A auf der Grundlage der Signale von einem oder mehreren Drucksensoren (die Sensoren 37, 38 in Fig. 3), die im Zusammenhang mit dem Kanal 11 eingerichtet sind, ge steuert. Alternativ können sämtliche Luftströme in das und aus dem Gehäuse 8 individuell und aktiv mit Hilfe der Steue rungseinrichtung 7A gesteuert werden.The embodiment shown in the figures was used in a laser processing apparatus with satisfactory results. The air pump device 7 'supplies air at a rate of approximately 10,000 to 30,000 l / min to the openings 16 , 17 , 31 , evenly distributed between these three. The high pressure device 7 '''delivers air at a pressure of 0.15-0.4 MPa (1.5-4 bar) to the annular chamber 29 , where air is supplied to the flow-generating passages 28 , each of which has a diameter of approximately 1.5 mm, evenly distributed. At the same time, the air suction device 7 'is controlled with the aid of the main control device 7 A for removing air from the openings 22 , 23 , 32 . The air streams are controlled in such a way that essentially ambient pressure at the radiation outlet opening 13 , and thereby also at the processing area S 'on the strip S it is generated. The purge of air is actively controlled by the control unit 7 A based on the signals from one or more pressure sensors (the sensors 37 , 38 in FIG. 3) which are set up in connection with the channel 11 . Alternatively, all of the air flows can individually and actively by means of the inference device Steue 7 A can be controlled into and out of the housing. 8

Die Größe der Druckabweichung von der Umgebung, die an der Öffnung 13 toleriert werden kann, hängt von der Art des Werk stücks ab. Mit dem vorliegenden Werkstück wird der Druck an der Strahlungsauslaßöffnung 13 vorzugsweise innerhalb von ±1 kPa (±10 mbar) des Umgebungsdrucks gesteuert, um die Posi tion oder Form des Streifens S während des Graviervorgangs nicht unerwünscht zu beeinträchtigen.The size of the pressure deviation from the environment that can be tolerated at the opening 13 depends on the type of workpiece. With the present workpiece, the pressure at the radiation outlet opening 13 is preferably controlled within ± 1 kPa (± 10 mbar) of the ambient pressure in order not to undesirably impair the position or shape of the strip S during the engraving process.

Wie in Fig. 3-6 gezeigt, umfaßt die Staubschutzvorrichtung 6 eine zusätzliche Reinigungsanordnung 40. Die Reinigungsanord nung 40 ist am ersten Ende des Gehäuses 8 vorgesehen, d. h. dem Lenkabschnitt 2" zugewandt. Die Reinigungsanordnung 40 umfaßt zwei laterale hohle Röhren 41, 42, die mit einer äuße ren Verbindung 43 (Fig. 6) des Gehäuses 8 verbunden sind. Die Verbindung 43 ist wiederum mit der Hochdruckeinrichtung 7''' mit Hilfe eines Schlauchs H3' oder dergleichen (Fig. 1) ver bunden. In der Umfangswand jeder Röhre 41, 42 sind eine oder mehrere Reihen von Löchern 44 vorgesehen. Jede Reihe von Lö chern 44 ist relativ zur lateralen Richtung versetzt und da durch in der Lage, Luft zur Strahlungseinlaßöffnung 12 hin zu richten, um auf dem Lenkabschnitt 2" abgelagerten Staub zu entfernen. Vorzugsweise wird die Luftsteuerungseinheit 7 zur unterbrochenen Luftzufuhr durch die Reinigungsanordnung 40 betrieben, so daß Luft in kurzen Stößen von den Reihen von Löchern 44 (Fig. 5) ausgesandt wird. Die Reinigungsanordnung 40 wird vorzugsweise immer dann benutzt, wenn Staub auf dem Lenkabschnitt 2" abgelagert worden sein könnte, bspw. nach dem Wiederanlaufen der Lasergraviervorrichtung nach einer Stillegung oder Unterbrechung in der Produktion.As shown in FIGS. 3-6, the dust protection device 6 comprises an additional cleaning arrangement 40 . The cleaning arrangement 40 is provided at the first end of the housing 8 , ie facing the steering section 2 ". The cleaning arrangement 40 comprises two lateral hollow tubes 41 , 42 which are connected to an outer connection 43 ( FIG. 6) of the housing 8 . The connection 43 is in turn connected to the high pressure device 7 "" by means of a hose H3 'or the like ( Fig. 1) One or more rows of holes 44 are provided in the peripheral wall of each tube 41 , 42. Each row of holes Chern 44 is offset relative to the lateral direction and is thereby able to direct air toward the radiation inlet opening 12 in order to remove dust deposited on the steering section 2 ″. Preferably, the air control unit 7 is operated to shut off the air through the cleaning assembly 40 so that air is emitted in short bursts from the rows of holes 44 ( FIG. 5). The cleaning arrangement 40 is preferably used whenever dust could have been deposited on the steering section 2 ″, for example after the laser engraving device has restarted after a shutdown or interruption in production.

Die Staubschutzvorrichtung 6 kann in vielfältiger Weise modi fiziert werden, ohne den in den Ansprüchen definierten Schutzbereich zu verlassen. Bspw. könnte jede Anzahl von Öff nungen zur Erzeugung des longitudinalen Luftstroms im Bereich R1 und des lateralen Luftstroms im Bereich R3 vorgesehen sein. Es könnten auch weitere Luftauslaßöffnungen vorgesehen sein, um die Drucksteuerung an der Strahlungsauslaßöffnung 13 zu verbessern. Weiterhin könnte eine andere Anordnung der Luftöffnungen verwendet werden, um die gewünschte Strömungs verteilung im Kanal 11 zu erzielen. Das obige betrifft eben falls die strömungserzeugenden Öffnungen 28.The dust protection device 6 can be modified in a variety of ways without leaving the scope of protection defined in the claims. For example. any number of openings could be provided for generating the longitudinal air flow in the area R1 and the lateral air flow in the area R3. Further air outlet openings could also be provided in order to improve the pressure control at the radiation outlet opening 13 . Furthermore, a different arrangement of the air openings could be used to achieve the desired flow distribution in the channel 11 . The above also applies if the flow-generating openings 28 .

Die Luftsteuerungseinheit 7 kann eine Art von Filter (nicht gezeigt) enthalten, um Staubteilchen im Luftstrom aus der Staubschutzvorrichtung 6 zu entfernen. Es können auch andere Gase als Luft verwendet werden. The air control unit 7 may include some type of filter (not shown) to remove dust particles in the air flow from the dust protection device 6 . Gases other than air can also be used.

Zusätzlich zur oben beschriebenen Staubschutzvorrichtung 6 bezieht sich die Erfindung ebenfalls auf ein Verfahren zum Schutz einer Lasereinrichtung 2 vor Staub, der während der Laserbearbeitung eines Werkstücks, in diesem Fall eines Streifens S. in einem Bearbeitungsbereich S' erzeugt wird. Im breitesten Sinne umfaßt dieses Verfahren die Schritte, im we sentlichen Umgebungsdruck im Bearbeitungsbereich S' zu erzeu gen und in einem Bereich R1 zwischen dem Bearbeitungsbereich S' und der Lasereinheit 2 einen longitudinalen Gasstrom zu erzeugen, der zum Bearbeitungsbereich S' hin gerichtet ist.In addition to the dust protection device 6 described above, the invention also relates to a method for protecting a laser device 2 from dust which is generated during the laser processing of a workpiece, in this case a strip S., in a processing area S '. In the broadest sense, this method comprises the steps of generating essential ambient pressure in the processing area S 'and generating a longitudinal gas flow in an area R1 between the processing area S' and the laser unit 2 , which is directed towards the processing area S '.

Die erfinderische Vorrichtung und Verfahren können zum Schutz anderer Arten von Markierungseinheiten zur nicht-mechanischen Bearbeitung von Werkstücken dienen.The inventive device and method can be used for protection other types of marking units for non-mechanical Serve workpieces.

Claims

1. A method for protecting a laser unit ( 2 ) from dust during the laser machining of a workpiece (S) in a machining area (S '), comprising the steps:
Generation of essentially ambient pressure in the machining area (S '), and
Generation of a longitudinal gas flow directed towards the processing area (S ') in a first area (R1) between the processing area (S') and the laser unit ( 2 ),
the region (R1) being arranged in a channel ( 11 ) of a housing ( 8 ) which is arranged between the laser unit ( 2 ) and the processing region (S '), the channel ( 11 ) being located between a radiation inlet opening ( 12 ) and a radiation outlet opening ( 13 ) of the housing ( 8 ), with simultaneous supply of gas for and discharge of gas from the channel ( 11 ) taking place at separate locations therein,
characterized in that it further comprises the steps of measuring the pressure at at least one point in the housing ( 8 ) and controlling the gas discharge from the housing ( 8 ) on the basis of the measured pressure.

2. The method according to claim 1, characterized in that it further comprises the steps of simultaneous gas supply to the first area (R1) between the processing area (S ') and the laser unit ( 2 ) and removal of the gas in the vicinity of the processing area (S') includes.

3. The method according to claim 2, characterized in that the longitudinal gas flow to the processing area (S ') is accelerated.

4. The method according to claim 2, characterized in that the longitudinal gas flow is generated substantially over a full cross section of the channel ( 11 ) and is directed towards the radiation outlet opening ( 13 ).

5. The method according to claim 1 or 4, characterized in that it further comprises the step of generating a pressure lock in a second region (R2) in the channel ( 11 ).

6. The method according to claim 5, characterized in that the second region (R2) between the first region (R1) and the laser unit ( 2 ) is arranged.

7. The method according to any one of claims 1 or 4 to 6, there characterized in that gas in the first area (R1) in at least one pair of diametrically opposite Gas inlet streams that are used to form the longitudinal, Working area (S ') interact directed gas flow, is fed.

8. The method according to claim 7, characterized in that the opposite gas inlet flows upon entry into the channel ( 11 ) are directed substantially perpendicular to a longi tudinal center line (L) of the channel ( 11 ).

9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the opposite gas inlet flows together sweep a full cross section of the channel ( 11 ).

10. The method according to any one of claims 1 or 4 to 9, characterized in that it further comprises the step of separately generating a peripheral gas stream along a peripheral region of the channel ( 11 ) in the first loading area (R1), the peripheral gas stream is directed towards the processing area (S ').

11. The method according to claim 10, characterized in that at least one gas stream (J) to form the peripheral Gas flow generated and towards the processing area (S ') is judged.

12. The method according to any one of claims 1 or 4 to 11, characterized in that gas in the vicinity of the radiation outlet opening ( 13 ) is preferably discharged in at least two diametrically opposite directions.

13. The method according to any one of claims 1 or 4 to 12, characterized in that it further comprises the step of generating a lateral gas flow in a third loading area (R3) in the channel ( 11 ) between opposite openings ( 31 , 32 ) in a side wall region of the channel ( 11 ).

14. The method according to claim 13, characterized in that the third region (R3) between the first region (R1) and the laser unit ( 2 ) is arranged.

15. The method according to claim 13 or 14, characterized in that the lateral gas flow sweeps over a full cross section of the channel ( 11 ).

16. The method according to any one of claims 13 to 15, characterized in that the lateral gas flow is substantially perpendicular to a longitudinal center line (L) of the channel ( 11 ).

17. The method according to any one of claims 13 to 16, characterized in that gas through the opposite openings ( 31 , 32 ) at substantially the same rates the channel ( 11 ) is supplied and removed therefrom.

18. The method according to any one of claims 1 to 17, characterized ge indicates that the pressure in the processing area (S ') upright within ± 1 kPa relative to ambient pressure is obtained.

19. Dust protection device for arrangement in a laser processing device, the dust protection device defining a channel ( 11 ) which extends from a radiation inlet opening ( 12 ) to a radiation outlet opening ( 13 ) for transmitting radiation from a laser unit ( 2 ) to a processing area (S ') of the laser processing device, a gas control unit ( 7 ) being set up in fluid communication with the channel ( 11 ), the gas control unit ( 7 ) for controlling the maintenance of a longitudinal gas flow directed towards the radiation outlet opening ( 13 ) in a first region (R1) between the radiation outlet opening ( 13 ) and the radiation inlet opening ( 12 ), as well as to maintain essentially ambient pressure at the radiation outlet opening ( 13 ) is controllable, characterized in that it has at least one in connection with the channel ( 11 ) arranged pressure sensor ( 37 , 38 ) to lie far from pressure data, wherein the gas control unit ( 7 ) for controlling the gas discharge through the gas outlet opening ( 22 , 23 ) is directed on the basis of the pressure data.

20. Dust protection device according to claim 19, characterized in that the gas control unit ( 7 ) for simultaneous gas supply and gas discharge from the channel ( 11 ) is set up in essentially the same amounts.

21. Dust protection device according to claim 19 or 20, characterized in that it further comprises at least one gas outlet opening ( 22 , 23 ) in a first side wall region of the channel ( 11 ) in the vicinity of the radiation outlet opening ( 13 ) and at least one gas inlet opening ( 16 , 17 ) in a from the radiation outlet opening ( 13 ) spaced two th side wall region, wherein the gas outlet and - inlet openings ( 16 , 17 , 22 , 23 ) are connected to the gas control unit ( 7 ), the gas inlet to the gas inlet opening ( 16 , 17 ) and gas discharge from the gas outlet opening ( 22 , 23 ) is controllable.

22. Dust protection device according to claim 21, characterized in that it comprises at least one pair of gas inlet openings ( 16 , 17 ) which are arranged to generate at least one pair of diametrically opposed gas flows which form the longitudinal gas flow directed towards the radiation outlet opening ( 13 ) work together.

23. Dust protection device according to claim 22, characterized in that the opposite gas flows to form a pressure barrier in a second region (R2) between the first region (R1) and the radiation inlet opening ( 12 ) are controlled when the latter with the Laserein unit ( 2 ) is connected.

24. Dust protection device according to claim 22 or 23, characterized in that the opposite gas flows upon exiting the pair of gas inlet openings ( 16 , 17 ) are directed substantially perpendicular to a longitudinal center line of the channel ( 11 ).

25. Dust protection device according to one of claims 22 to 24, characterized in that the gas inlet openings ( 16 , 17 ) are designed so that the opposite gas flows together sweep a full cross section of the channel ( 11 ), so that the longitudinal gas flow substantially over one full cross section of the channel ( 11 ) is maintained.

26. Dust protection device according to claim 25, characterized in that the cross section of the channel ( 11 ) has the shape of a square and each of the gas inlet openings ( 16 , 17 ) extends along a corresponding side of the square.

27. Dust protection device according to one of claims 21 to 26, characterized in that it comprises at least one pair of gas outlet openings ( 22 , 23 ) which are arranged diametrically opposite one another in the vicinity of the radiation outlet opening ( 13 ).

28. Dust protection device according to claim 27, characterized in that the gas outlet openings ( 22 , 23 ) to the radiation outlet opening ( 13 ) are inclined.

29. dust protection device according to claim 27 or 28, characterized in that the total surface of the Strah lungsauslaßöffnung (13) facing the gas outlet openings (22, 23) is about 2/3 of the surface of the Strahlungsauslaßöff voltage is (13).

30. Dust protection device according to one of claims 19 to 24, characterized in that the channel ( 11 ) has a non-circular cross section at least in the first loading area (R1).

31. Dust protection device according to one of claims 19 to 30, characterized in that it further comprises flow-generating openings ( 28 ) which are formed in a third side wall region of the channel ( 11 ), preferably in one of its corners, the gas control unit ( 7 ) for supplying gas through the flow-generating openings ( 28 ) for generating gas streams (J) directed towards the radiation outlet opening ( 13 ), each flow-generating opening having a shape and arrangement having a shape and arrangement for a peripheral gas flow along a peripheral region of the channel ( 11 ) at least in the first area (R1).

32. Dust protection device according to claim 31, characterized in that the cross section of the channel ( 11 ) has the shape of a polygon, preferably a square, and at least one of the flow-generating openings ( 28 ) is provided in each corner of the polygon.

33. Dust protection device according to one of claims 19 to 32, characterized in that the channel ( 11 ) has a decreasing cross section to the radiation outlet opening ( 13 ) at least in the first region (R1), so that the longitudinal gas flow to the radiation outlet opening ( 13 ) is accelerated.

34. Dust protection device according to one of claims 19 to 33, characterized in that it comprises at least one gas inlet opening ( 31 ) and at least one opposite gas outlet opening ( 32 ) in a third region (R3) of the channel ( 11 ), the gas control unit ( 7 ) for gas supply to the gas inlet opening ( 31 ) and gas discharge from the gas outlet opening ( 32 ) is controllable in order to maintain a lateral gas flow in the third region, which is essentially perpendicular to a longitudinal center line (L) of the channel ( 11 ) ,

35. Dust protection device according to claim 34, characterized in that the third region (R3) between the first region (R1) and the radiation inlet opening ( 12 ) is arranged.

36. Dust protection device according to claim 34 or 35, characterized in that the gas inlet and outlet openings ( 31 , 32 ) are designed such that the lateral gas flow sweeps over a full cross-section of the channel ( 11 ).

37. Dust protection device according to one of claims 34 to 36, characterized in that the gas control unit ( 7 ) for simultaneous gas supply and gas removal from the gas inlet and outlet openings ( 31 , 32 ) is set up in substantially equal amounts.

38. Dust protection device according to one of claims 19 to 37, characterized in that the gas control unit ( 7 ) is arranged to maintain the pressure at the radiation outlet opening ( 13 ) within ± 1 kPa relative to the ambient pressure.

39. Laser processing device comprising a laser unit, a guide unit ( 5 ) for guiding a workpiece (S) at a processing area (S ') past the laser unit ( 2 ) and a dust protection device according to one of claims 19 to 38, characterized in that the Dust protection device between the laser unit ( 2 ) and the guide unit ( 5 ) is arranged.